乳酸与多元酸酐反应挤出构建颗粒增强热塑性淀粉生物塑料的创新策略

本研究通过乳酸与马来酸酐/琥珀酸酐反应挤出技术，开发了可降解颗粒增强热塑性淀粉（TPS）的制备策略。系统评估了酸酐比例对材料性能的影响，当琥珀酸酐含量达14.5 wt%时，拉伸强度提升30倍至5.54 MPa，水接触角从42.6°增至75.2°，40天土壤降解率达85.5%，性能优于PLA/PBAT/PBS等商用材料，为食品包装和农用地膜提供了新型环保解决方案。

　　

这项研究开创性地利用乳酸与两种酸酐（马来酸酐MA和琥珀酸酐SA）通过反应挤出工艺，将天然淀粉转化为高性能热塑性淀粉（TPS）生物塑料。科研人员通过精确调控MA/SA比例，发现SA的引入能在材料断面形成独特的球形颗粒结构。当SA添加量达到14.5 wt%时，材料性能实现突破性提升：拉伸强度飙升至5.54 MPa（较无SA样品提高30倍），同时保持81%的优异断裂伸长率。

材料表面能降低带来显著疏水效果，水接触角从42.6°跃升至75.2°。更令人振奋的是，该材料在土壤中展现出惊人的降解速度——40天质量损失达85.5%，降解效率远超市售生物降解聚合物如聚乳酸(PLA)、聚己二酸/对苯二甲酸丁二酯(PBAT)和聚丁二酸丁二酯(PBS)。这种集增强力学性能、改善疏水性和加速降解特性于一体的创新方法，为开发新一代环保食品包装和可降解农用地膜提供了重要技术路径。